La ligne de Lyon-Saint-Paul à Montbrison est une ligne de chemin de fer française traversant les départements du Rhône et de la Loire. Elle a été construite en 1876 par la Compagnie des Dombes et des chemins de Fer du Sud-Est entre la gare de Lyon-Saint-Paul et Montbrison. Le projet de tram-train de l'Ouest lyonnais a permis la modernisation de sa section ouverte au trafic voyageur régulier, entre Lyon-Saint-Paul et Sain-Bel. Elle constitue la ligne 782 000 du réseau ferré national.